Эволюция защиты: как дубы задерживают рост листвы после атак вредителей

Международная группа ученых установила, что лиственные деревья способны целенаправленно задерживать распускание весенней листвы в ответ на нашествие насекомых. Согласно результатам исследования, опубликованным в журнале Nature Ecology & Evolution, дубы сдвигают начало вегетации в среднем на три дня, если в предыдущем сезоне они подверглись сильной атаке гусениц. Это оставляет вылупившихся вредителей без питательной кормовой базы в критический период их развития, когда им требуются молодые листья.

Вид сверху на густой дубовый лес ранней весной. Ветви деревьев покрыты нераспустившимися почками на фоне зелени.

Ученые выяснили, что даже трехдневной задержки достаточно для резкого снижения выживаемости насекомых. Такая стратегия позволяет сократить объем повреждений древесной кроны на 55 процентов. «Тактическое ожидание оказывается для дерева более энергоэффективным механизмом защиты, чем выработка химических соединений, таких как горькие танины в листьях», – отмечает ведущий автор исследования Соумен Маллик из Вюрцбургского университета. По его словам, полученные данные доказывают, что деревья не просто пассивно реагируют на температурный фон, но и гибко адаптируются к биологическим угрозам.

Для подтверждения гипотезы экологи применили методы дистанционного зондирования, отказавшись от локального наземного наблюдения. Исследователи непрерывно отслеживали территорию площадью 2400 квадратных километров в Северной Баварии с помощью спутников Sentinel-1. Радиолокационное оборудование позволило получить точные данные о состоянии лесного покрова независимо от плотности облачности.

Специалисты проанализировали 137,5 тысячи отдельных наблюдений за период с 2017 по 2021 год. Разрешение спутниковых снимков составило 10 на 10 метров, что примерно соответствует площади кроны одного взрослого дерева. Ключевым для исследования стал 2019 год, когда в баварских лесах произошла массовая вспышка размножения непарного шелкопряда. Датчики зафиксировали точную локализацию полностью лишенных листвы деревьев и их реакцию в следующем сезоне.

Полученные выводы имеют прямое значение для повышения точности климатического моделирования. Существующие компьютерные алгоритмы оценки состояния лесов часто дают погрешность, поскольку учитывают преимущественно абиотические факторы и игнорируют биологическое взаимодействие видов. В условиях климатических изменений деревья сталкиваются с эволюционным противоречием. Растущие температуры стимулируют более раннее распускание почек, однако активность растительноядных насекомых вынуждает растения тормозить этот процесс. Профессор Андреас Принцинг из Университета Ренна подчеркивает, что временный характер такой защитной реакции не позволяет вредителям выработать к ней постоянную адаптацию, что гарантирует лесам высокую степень устойчивости.

Точка зрения